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DE19500093A1 - Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon Warenzeichenanmeldung als Piezofon - Google Patents

Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon Warenzeichenanmeldung als Piezofon

Info

Publication number
DE19500093A1
DE19500093A1 DE1995100093 DE19500093A DE19500093A1 DE 19500093 A1 DE19500093 A1 DE 19500093A1 DE 1995100093 DE1995100093 DE 1995100093 DE 19500093 A DE19500093 A DE 19500093A DE 19500093 A1 DE19500093 A1 DE 19500093A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
preferably used
glued
microphone
pvc
microphone according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1995100093
Other languages
English (en)
Inventor
Benno Hirt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE1995100093 priority Critical patent/DE19500093A1/de
Publication of DE19500093A1 publication Critical patent/DE19500093A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/02Microphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10General applications
    • H04R2499/11Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Description

Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon 1. Technisches Gebiet
Elektronik
2. Stand der Technik, Fundstellen
Entfällt, da es eine neue Erfindung ist. In dieser Form ist die Erfindung noch nicht auf dem Markt erhältlich.
3. Problem
a) zu hohe Kosten eines handelsüblichen Mikrofones
b) zu starke Rauschentwicklung bei Aufnahmen mit einem Mikrofon oder einem herkömmlichen Mikrofonverstärker
c) Mikrofone müssen mit einer zusätzlichen Spannungsquelle betrieben werden
d) zu hoher technischer Aufwand bei vielen Anwendungsmöglichkeiten mit Mikrofonen
e) Sprachbehinderte können sich nicht akustisch artikulieren
4. Lösung
Die angeführten Probleme werden durch den Einbau des Piezokeramischen Schallwandlers als Mikrofon sowie durch die Merkmale in den Patentansprüchen 1 bis 10 gelöst.
5. Gewerbliche Anwendung
a) Funk und Fernsehen - Aufnahmegeräte allgemein, Unterwasseraufnahmen, Tieraufnahmen
b) Wechselsprechanlagen
c) Infrarotlicht kann hörbar gemacht werden
d) polizeiliche Observationen - akustische Außenüberwachung von Gebäuden, akustische Überwachung von Fahrzeugen und Personen
e) Kinderspielzeug
f) in der Industrie - Fehlersuchstetoskope für Maschinen und Motoren, Gas- und Wasserrohren, Heizkörper
g) in der Medizin - Stetoskop, zur Atemüberwachung, Sprachverstärker für Behinderte und Komapatienten
6. Vorteilhafte Wirkung
4/5 billiger als handelsübliche Mikrofone,
in der SMD-Technik auf kleinstem Raum anzubringen, überhaupt platzsparender Einbau, gute Tarnung möglich,
unempfindlicher im Vergleich zu Mikrofonen,
Bearbeitung der Oberfläche ist möglich, z. B. anstreichen und bekleben,
50% bis 80% geringeres Rauschen bei Betrieb, natürlichere Klang- und Sprachwiedergabe,
wesentlich besseres Klangvolumen im Background (Life-Konzerte, Tieraufnahmen, Sportübertragungen),
Verwendungsmöglichkeit ohne zusätzliche Spannungsquelle direkt als Mikrofon,
unmittelbar an einem NF-Verstärker zu verwenden,
direkt an einem Mikrofonverstärker anzuschließen, auch in Kombination Mikrofon-NF-Verstärker zu betreiben,
wesentlich höhere Belastung spannungsseitig,
funktioniert ohne Anpaßschaltung
7. Beispiele für Verwendung a) Sprachhalsband für medizinische Zwecke - Fig. 1 -
Das von mir entwickelte Sprachhalsband hat den Zweck, sprachbehinderten Menschen akustische Artikulierung zu ermöglichen. Bei Komapatienten kann man geflüsterte oder gemurmelte Worte in der Aufwachphase verständlich machen. Das Halsband macht die Sprachvibration der Stimmbänder hörbar. Die Atmung der Intensivpatienten kann hiermit überwacht werden.
b) Fehlersuchstetoskop für industrielle Zwecke - Fig. 2 und 3 -
Die von mir konstruierten Fehlersuchstetoskope kann man einsetzen zur Überprüfung von unregelmäßigen Motorengeräuschen. Durchflutende Heizkörper können kontrolliert werden. Ferner ist ausströmendes Gas hörbar zu machen sowie Wasserläufe in Rohren. Beim Betrieb eines Computers sind Fehlerquellen akustisch festzustellen.
c) Parabolspiegel für Funk und Fernsehen - Fig. 4 -
Der von mir konzipierte Parabolspiegel ist bei Außenaufnahmen hervorragend geeignet. Er gibt z. B. Tieraufnahmen naturgetreu im 3-D-Klang wieder.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 das Sprachhalsband
1 das Stretchband
2 den Filzlappen
3 den Piezokeramischen Schallwandler
4 den Klettverschluß
5 die abgeschirmte Leitung
Das Sprachhalsband 1 wird so angelegt, daß der Piezokeramische Schallwandler 3, der unter dem Filzlappen 2 eingenäht ist, rechts oder links neben dem Kehlkopf plaziert wird. Mit dem Klettverschluß 4 ist das Sprachhalsband individuell einstellbar. Die abgeschirmte Leitung ist am Modell mit einem 3,5 mm Klinkenstecker Mono ausgestattet.
Fig. 2 das Fehlersuchstetoskop magnetisch
1 der Flächenmagnet 1,5 mm × 27 mm ⌀
2 der Flächenmagnet 1,5 mm × 32 mm ⌀
3 der Piezo
4 die PVC-Abdeckplatte 32 mm ⌀
5 die abgeschirmte Leitung
6 das PVC Rohr 32 mm ⌀
Der Piezo 3 ist direkt auf dem Flächenmagnet 1 aufgeklebt und wird durch das PVC-Rohr 6 umgeben. Auf der Abdeckplatte 4 ist ein zweiter Flächenmagnet 2 angebracht. Somit ist es direkt oder indirekt zu verwenden. An der abgeschirmten Leitung 5 befindet sich bei dem Muster ein 3,5-mm-Klinkenstecker Mono.
Fig. 3 das handmäßige Fehlersuchstetoskop
1 der Trichter aus PE 30 mm ⌀
2 das Crepla 2 mm × 30 mm ⌀
3 das Piezo
4 die abgeschirmte Leitung
5 die Gummitüllen
6 das PVC Rohr 16 mm ⌀ 90 mm lang
Der Piezo 3 ist in einer kleinen eingefrästen Nut im Trichter 1 ebenflächig eingeklebt. Geschützt und gepolstert wird der Piezo 3 durch das mit doppelseitigem Klebeband befestigte 2 mm Crepla 2. Um eine bessere Griffigkeit zu erlangen, wurde das Trichterende im PVC - Rohr 6, dieses wiederum ausgepolstert durch zwei Gummitüllen 5, eingelassen.
Fig. 4 der Parabolspiegel
1 die Halterungen aus weißem Draht 1,5 mm ⌀ gehärtet, 110 mm lang, 3 Stück
2 die Halbschale 80 mm ⌀ außen, 64 mm ⌀ innen
3 der Piezo
4 die Halbschale 250 mm ⌀ außen, 210 mm ⌀ innen
5 die abgeschirmte Leitung
6 die Halbkugel 80 mm ⌀
7 der kegelförmige Fuß
8 die Standfläche 195 mm × 155 mm × 23 mm
9 der Windschutz aus Kunstfaserwatte
Mit den Halterungen 1 wird die Halbschale 2 an der Halbschale 4 an drei Punkten befestigt. Die Teile 1, 2 und 4 werden mit dem kegelförmigen Fuß 7 auf der Standfläche 8 gehalten. In der Halbschale 2 ist der Piezo 3 in Gießharz eingebettet. Durch die Halbkugel 6 in der Halbschale 4 werden die auftreffenden Schallwellen umgelenkt. Dadurch erzielt man den 3-D-Klangeffekt. An der abgeschirmten Leitung 5 ist modellseitig ein 3,5-mm-Klinkenstecker Mono angeschlossen. Das Modell besteht bis auf Standfläche und Halterungen aus Styropor.
Weiteres Zubehör der Einheit ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 5 das Piezo als Mikrofon
1 die Filzabdeckung
2 der Flächenmagnet 1,5 mm × 32 mm ⌀
3 das Piezo
4 die Rändelmutter für Klinkenbuchse
5 die Klinkenbuchse 3,5 mm Stereo
6 der PVC-Ring 32 mm ⌀
Ein vielseitig einsetzbares Piezo-Mikrofon, das in der Hosentasche mitgeführt werden kann. Mit der Magnetfläche 2 auf allen metallischen Flächen zu befestigen. Der Piezo 3 und die Stereo-Klinkenbuchse 5 sind in einem PVC-Ring 6 von 32 mm ⌀ und 16 mm Breite eingebaut. Die Filzabdeckung 1 dient als Schutz und wirkt optisch.
Fig. 6 das Saugfuß-Piezo-Mikrofon
1 die Filzabdeckung
2 die PVC-Abdeckplatte 32 mm ⌀
3 das Piezo
4 der Gummisaugfuß
5 die abgeschirmte Leitung
6 der PVC-Ring 32 mm ⌀
Das Piezo-Mikrofon hat eine Breite von 7 mm. Mit seinem Gummisaugfuß 4 ist es überall einzusetzen. Der Piezo 3 wird von einem PVC-Ring 6 umschlossen. Die Abdeckplatte 2 besteht aus PVC mit 32 mm ⌀. An der abgeschirmten Leitung 5 ist modellseitig ein 3,5-mm-Klinkenstecker angebracht.
Fig. 7 das Unterwasser-Piezo-Mikrofon Stereo
1 die zwei Halbschalen aus weißem PVC
2 der PVC-Ring 32 mm ⌀
3 das Piezo links und rechts
4 das PVC-Rohr 8 mm ⌀
5 die abgeschirmte Leitung für linken und rechten Kanal
Die beiden PVC-Halbschalen 1 schließen luft- und wasserdicht den PVC-Ring 2 mit den aufgeklebten Piezos 3 sowie das PVC-Rohr 4 fest ein. Durch das PVC-Rohr 4 werden die beiden abgeschirmten Leitungen 5 zu den Piezos 3 linker und rechter Kanal geführt. Dieses Piezo-Mikrofon ist für zwei getrennte Mono-Aufnahmen oder für Stereo-Aufnahmen geeignet. Das Muster ist an beiden abgeschirmten Leitungen 5 mit je einem Klinkenstecker 3,5 mm ausgestattet.
Fig. 8 das Trichter-Piezo-Mikrofon
1 die weiße PVC-Halbschale
2 der Trichter aus PE
3 das Piezo
4 das PVC-Rohr 26 mm ⌀
Durch die PVC-Halbschale 1 werden die Schallwellen gebündelt und geben dadurch ein sattes Klangvolumen wieder. Der Piezo 3 ist direkt auf dem 1 mm dünnen Boden der PVC-Halbschale 1 aufgeklebt. Das Ganze ist wiederum in Kunstfaserwatte gebettet und in dem Trichter 2 mit Heißkunststoffkleber eingeklebt. Das PVC-Rohr 4 ist über das Endstück des Trichters 2 geschoben und verklebt. So läßt sich das Trichter-Piezo-Mikrofon auf jedem handelsüblichen Mikrofonhalter befestigen. An der abgeschirmten Leitung 5 ist bei dem Modell ein 3,5 mm Klinkenstecker Mono angebracht.
Fig. 9 der in Kombination gebaute Mikrofon-NF-Verstärker
 1 der Gehäusedeckel
 2 das Gehäuse
 3 die Piezos links und rechts
 4 die Befestigungselemente
 5 die Klinkenbuchse 3,5 mm Stereo-Ausgang rechts
 6 die Klinkenbuchse 3,5 mm Mono-Eingang links
 7 die Klinkenbuchse 3,5 mm Stereo-Ausgang links
 8 die Klinkenbuchse 3,5 mm Mono-Eingang rechts
 9 die LED-Fassungen
10 die LED's 5 mm ⌀ rot
11 der Drehknopf für Mikrofonverstärker laut/leise
12 der Drehknopf für NF-Verstärker laut/leise
13 der An- und Aus-Kippschalter mit on/off-Emblem für Mikrofon-NF-Verstärker
14 der An- und Aus-Kippschalter mit on/off-Emblem für die Rauschsperre des Mikrofonverstärkers
15 der An- und Aus-Kippschalter mit on/off-Emblem für die NF-Verstärker Ausgangspegelverdopplung
16 das Batteriefach für 2×9 V-Block/Akku
17 die sechs Gummifüße
18 der Lautsprecher
19 das Abdeckschutzgitter für Lautsprecher
20 die bestückte Leiterplatine
21 die Gehäuserückwand
Der Gehäusedeckel 1 ist mit vier Schrauben durch die Befestigungselemente 4 an dem Gehäuse 2 befestigt. In den Gehäusefrontdeckel 1 sind sowohl der Lautsprecher 18, der Piezo 3 links, die Mono-Klinkenbuchse 6 für Eingang links und die Stereo-Klinkenbuchse 5 für Ausgang rechts eingebaut. In der Gehäuserückwand 21 sind der Piezo 3 rechts, die Mono-Klinkenbuchse 8 für Eingang rechts, die Stereo-Klinkenbuchse 7 für Ausgang links sowie das Batteriefach 16 eingebaut. Auf der rechten Seite des Gehäuses 2 befinden sich die beiden Leuchtdioden 10, die dann in Funktion sind, wenn der Schalter 13 betätigt wird, um den Mikrofon-NF-Verstärker einzuschalten. Mit dem Drehknopf 11 wird die Empfindlichkeit des Mikrofonverstärkers eingestellt und mit dem Drehknopf 12 verändert man die Lautstärke des NF-Verstärkers. Mit dem Kippschalter 14 wird die Rauschsperre des integrierten Mikrofonverstärkers ein- oder ausgeschaltet. Mit dem Kippschalter 15 wird beim Einschalten die Verstärkung des NF-Verstärkers etwa um 10 dB verdoppelt. Die obere Einheit des Modelles ist für die Betätigung des rechten Kanales konstruiert und die untere Einheit ist für die Funktion des linken Kanales entwickelt.
Fig. 10 der Schaltplan des kombinierten Mikrofon-NF-Verstärkers
Die Widerstände:
R1 = 100 Ω
R2 = 56 Ω
R3 = 1 Ω
R4 = 56 K
R5 = 10 K
R6 = 1 M
R7 = 10 K
R8 = 10 K
R9 = 390 Ω
Die Kondensatoren:
C1 = Elko 47 µF
C2 = n 47
C3 = 100 µF
C4 = Elko 100 µF
C5 = Elko 470 µf
C6 = Elko 100 µF
C7 = n 22
C8 = Tantal 4,7 µF
C9 = Tantal 4,7 µF
C10 = Tantal 4,7 µF
C11 = Tantal 22 µF
Die Potentiometer:
P1 = 50 K
P2 = 100 K
Die Spulen:
L1 = 470 µH
L2 = 470 µH
Die Transistoren:
V1 = BC 548 C
Die NF-Leistungs-IC's:
IC1 = A 210 K 10 W mit Kühlkörper austauschbar gegen ein IC TBA 810 S 5 W mit Kühlfahnen
Die Typenbezeichnung auf dem Kühlkörper des IC A 210 K muß zu C2 zeigen.
2 IC Fassungen DIL/16 Kontaktstifte 4, 5, 12 und 13 wurden entfernt
Die LED's:
2 LED's rot
Durchlaßspannung = 1,5 V
Durchlaßstrom = 20 mA
Die Piezo's:
Piezo 1 = Aufnahme linker Kanal
Piezo 2 = Aufnahme rechter Kanal
Die Lautsprecher:
4 Ω/1,5 W belastbar bis 8 W
LS1 = linker Kanal
LS2 = rechter Kanal
Die Klinkenbuchsen:
KliBu1 Stereo auf Mono mit Schalter für linken Kanal Ausgang
KliBu2 Stereo auf Mono mit Schalter für rechten Kanal Ausgang
KliBu3 Mono mit Schalter für linken Kanal Eingang
KliBu4 Mono mit Schalter für rechten Kanal Eingang
Aus zeichentechnischen Gründen mußte ich diese Zeichenart der IC-Fassung bzw. des IC wählen. Platinenseitig habe ich im Modell zwei IC-Fassungen eingebaut, damit man die IC's auch einfach austauschen kann. Die Kontaktstifte 4, 5, 12 und 13 habe ich entfernt, da die IC's DIL/12 sind. Die Klinkenbuchsen KliBu1 und KliBu2 habe ich bewußt in Stereo auf Mono eingebaut, damit auch die auf dem Markt erhältlichen Stereo-Kopf- und Ohrhörer voll zu nutzen sind. Mit einem entsprechenden Adapter ist die Modellkonstruktion auch als Stereo-Verstärker zu verwenden. Der Lautsprecher LS2 ist im Verstärkergehäuse eingebaut und der Lautsprecher LS1 ist als Zweitgerät anzuschließen. Eingang und Ausgang des Schaltplanes sowie die Schalter und Potentiometer sind mit denen des Verstärkergehäuses identisch. Da die beiden Schaltungen bis auf den linken und den rechten "Kanal" seitengleich sind, habe ich nur eine Seite des Schaltplanes beschriftet. Somit ist der Stromlaufplan auf der anderen Seite besser zu verfolgen und zu kontrollieren.

Claims (10)

1. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon, dadurch gekennzeichnet, daß er unter dem vorzugsweise benutzten Filzlappen (2) auf dem mit einem Klettverschluß (4) ausgestatteten vorzugsweise benutzten Stretchband (1) eingenäht ist.
2. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er auf dem Flächenmagnet (1) aufgeklebt ist und von dem vorzugsweise benutzten PVC-Rohr (6) umgeben wird, auf dessen Rückseite sich der auf der vorzugsweise benutzten PVC-Abdeckplatte (4) aufgeklebte Flächenmagnet (2) befindet.
3. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er durch das mit doppelseitigem Klebeband befestigte vorzugsweise benutzte Crepla (2) geschützt in einer kleinen eingefrästen Nut im Trichter (1), dessen Ende, ausgepolstert durch zwei vorzugsweise benutzte Gummitüllen (5), in dem vorzugsweise benutzten PVC-Rohr (6) eingelassen wurde, ebenflächig eingeklebt ist.
4. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Halbschale (2) des Parabolspiegels mit vorzugsweise benutzten Gießharz eingebettet ist, die an drei Punkten durch die Halterungen (1) an der Halbschale (4), in der die Schallwellen umlenkende Halbkugel (6) eingeklebt ist und die durch den kegelförmigen Fuß (7) auf der Standfläche (8) gehalten wird, befestigt ist.
5. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er geschützt durch die vorzugsweise benutzte Filzabdeckung (1) direkt mit der Stereo-Klinkenbuchse (5) verbunden in dem vorzugsweise benutzten PVC-Rohr (6) eingeklebt ist, auf dessen Rückseite sich der aufgeklebte Flächenmagnet (2) befindet.
6. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mit der vorzugsweise benutzten Filzabdeckung (1) geschützt durch den vorzugsweise benutzten PVC-Ring (6) umschlossen wird, auf dessen Rückseite der vorzugsweise benutzte Gummisaugfuß (4) in der aufgeklebten vorzugsweise benutzten PVC-Abdeckplatte (2) eingelassen ist.
7. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er in doppelter Ausführung (Zwei-Kanal) auf beiden Seiten des durch zwei vorzugsweise benutzte PVC-Halbschalen (1) wasserdicht umschlossenen vorzugsweise benutzten PVC-Ringes (2) aufgeklebt ist, in den die durch das vorzugsweise benutzte PVC-Rohr (4) geführten Zuleitungen (5) münden.
8. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er auf den Boden der vorzugsweise benutzten PVC-Halbschale (1) aufgeklebt ist, die in den Trichter (2) eingelassen ist, dessen Endstück in das vorzugsweise benutzte PVC-Rohr (4) führt.
9. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er in zweifacher (Stereo) Ausführung in dem vorzugsweise benutzten kombinierten Mikrofon-NF-Verstärkergehäuse (2), einmal im Gehäusedeckel (1) und einmal in der Gehäuserückwand (21), aufgeklebt ist.
10. Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon nach Patentanspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er in zweifacher (Stereo) Ausführung durch die Eingangsklinkenbuchsen (KliBu3 und KliBu4) verbunden ist und diese wiederum verbunden sind mit dem linken und rechten vorzugsweise benutzten kombinierten Mikrofon-NF-Verstärker, die durch die vorzugsweise benutzten Tantal-Kondensatoren (C8 bis C11), die vorzugsweise benutzten Spulen (L1) Ausgangspegelverdoppler und (L2) Rauschsperre hervorgehoben werden, die wiederum mit den Ausgangsklinkenbuchsen (KliBu1 und KliBu2) verbunden sind und durch diese sind die Lautsprecher (LS1 und LS2) verbunden.
DE1995100093 1995-01-04 1995-01-04 Piezokeramischer Schallwandler als Mikrofon Warenzeichenanmeldung als Piezofon Withdrawn DE19500093A1 (de)

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